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生物活性炭工艺用于废水深度处理的设计
作者:管理员    发布于:2016-09-24 08:42:56    文字:【】【】【

  中国给水排水生物活性炭工艺用于废水深度处理的设计秦永生,孙长虹,武江津(北京市环境保护科学研究院,北京100037)水等工程实例,探讨了生物活性炭工艺的几个重要控制参数的设计取值。一般情况下停留时间宜~1.5h,气水比>3:1.实践证明,若年补炭率为3~5则炭的更换周期可达5 ~12a.:生物活性炭;深度处理;工业废水;生活污水表1设计进、出水水质mg/L项目CODBOD5SS油类进水2 1生物活性炭工艺应用实例1印染废水深度处理潍坊第二印染厂排放的印染废水达3000m3由于原有的表面曝气生物氧化和混凝沉淀组合处理工艺的出水水质远不能达到国家规定的排放标准,故需对该工程进行改造。

  倍、pH值为6~8.另外,厂方要将50的处理水回用于生倍。

  改造后的印染废水处理流程其中生物炭池采用方形结构(分2格并联运行),尺寸为4mX4.5mX4m,炭层有效高度为1.5m,滤速为1.3m/,采用气水联合反冲方式。

  该工程至今己运行12年,实践证明生物炭工艺对印染废水的COD、BOD5、SS和色度均有良好的去除,出水水质可满足工艺回用要求,尤其是对色度的去除效果是其他工艺无法比拟的。另外,只要每天坚持反冲洗,保证供气量充足且不间断,同时严格控制进水浓度(COD<200mg/L),则炭的使用寿命可以大大延长。该厂除每年补充因反冲洗磨损造成的3~5炭量损失外,对原炭己连续使用12年,处理效果未见明显下降。

  1.2食品废水深度处理北京荷美尔食品有限公司由屠宰车间、熟肉制品加工车间、冷加工车间以及其他辅助设施组成,废水处理规模为840m3/d设计进、出水水质见表1.食品加工废水深度处理流程其中生物炭池采用方形结构,尺寸为7.2mX3.mX4m,炭层有效高度为1.2m,内装02表2验收监测结果mg/L项目CODBOD5油废水排放口2 84~2.5生物炭池出水15~项目CODBOD5SS废水排放口2 ~120020038曝气生物滤池出水60~项目COD(mg/L)总大肠菌群(个/l)余氯6过滤出水7.520~305生物活性炭池出水7.95的柱状活性炭,滤速为1.3m/L由于生物炭池前设有纤维球过滤,进水SS浓度较低,故反冲周期可适当延长。采用气水联合反冲。而在目前持续运行的生物活性炭处理工程中,基本采用的都是人工手动控制反冲洗进水流量(通过观察控制炭床达到一定的膨胀率,但又不会造成炭的流失)反冲洗进水阀门几乎很少用到全开,这就意味着可以进一步降低反冲洗强度。

  4供气量在国内目前己有的生物活性炭处理系统中,供气基本上是采用在承托层内设置穿孔管曝气系统的方法。穿孔管鼓出的气泡在穿过承托层后不规则地穿透炭床层并与水流逆向接触。由于炭床的孔隙较小并且很密实,因此气泡被切割得很小,这样可以大大提高氧的利用效率。根据实际设计及工程运行经验,供气量可以按气水比为(~4):1考虑。气水比过小容易造成曝气不均匀,有时会引起反冲洗不彻底,而进一步大供气量也无必要。根据实际运行结果,当气水比3 5其他应注意的问题在设计采用生物活性炭工艺的水处理工程(特别是工业废水处理工程)时,应考虑设置跨越管。

  这样在前处理单元出现问题和生产中出现事故排污时可以及时关闭生物活性炭池进水,避免对炭床造成不易恢复的损害。

  在设计说明中应该对生物活性炭处理单元的运行及维护管理作出明确细致的规定,或者制定必需的操作规程(如进水的浓度限制、反冲洗周期及反冲洗强度控制、出水水质检测制度等)在有些地区还须考虑防止炭床结冰对活性生物炭本身造成破坏。

  生物活性炭工艺单元不能采用间歇式运行,即使由于某种原因,在一天中的某一时段减少进水量或者几个小时内不进水也应该继续保持曝气,此时可适当减小供气量,但一般应保持在原供气量表6主要费用估算表项目规格(数量)费用(万元)生物活性炭池(钢混)300m315活性炭50t27.5承托层50m31. 9管道、阀门2.5其他2.6合计:54.9万元,土建费用:15. 0万元,设备材料费:39.9万元。

  的1/2以上。另外,反冲洗时也应保持供气,实际上形成了空气搅拌辅助反洗。

  3经济效益分析/d)的生物炭处理单元为例进行分析(HRT=1h)3.1―次性投资按照常规经验,建造一个规模为2 400m3/d的工业废水处理工程,单位造价大多为1!),而同样规模的生活污水处理工程的单位造价约为1 200~1400元/(m3M),在这两种情况下,若加一个生物炭处理工艺单元,其工程总投资2运行费及折旧费在多数情况下,通过总流程中的水位控制调节,在生物炭单元可不单独提升,因此运行中只有鼓风机和反冲洗泵的电耗。在上例中风机电耗按装机容量的80计算反冲洗泵按开启0.h/d计算,则总电耗为144(kWD/d,相当于处理单位体积(m3)污水加电耗约0.06kW如果电费按0.04元/(kWh)计,相当于处理成本加0.024元/n3.如果土建费折旧按30年计,设备折旧费按10年计,可以计算出处理单位体积(m3)污水的折旧费为0.0057元+0.0436元=0.049在以上的计算中,将活性炭材料和设备按10年计算折旧,这是根据己建工程的实际情况而定的(潍坊第二印染厂己连续运行12年,大约补充4的新炭/到目前为止出水的各项指标仍能满足设计要求;北京荷尔美食品公司、北京宽沟会议中心等工程中活性炭的使用寿命都在五、六年以上,除了年补充新炭3~5外,炭床的整体处理效率均未出现下降或变坏的趋势)。

  3.3综合分析对于一个中等处理规模的工程,加生物活性炭处理单元后将使投资加220元/m3左右,运行费加0.02~0.03元/m3,设备折旧费加0.05元m3左右。随着处理规模的变化,这些数据也会有小幅度的变化,如近期完成方案设计的一个微污染源水治理工程,处理水量为3X104m3 /d采用生物炭工艺加投资179.8元/m3,电费加0.043元/m3,折旧及维修费加0.041元/m3.同时也应指出,初次投资的加所产生的巨大环境效益或回用效益是无法以计算的。

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